柔性臂的動(dòng)力學(xué)及其軌跡控制.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，輕質(zhì)和柔性構(gòu)件在工程中的應(yīng)用越來越多，另外機(jī)構(gòu)的運(yùn)行速度加快，運(yùn)行精度的要求越來越高。如何消除因?yàn)槿嵝远a(chǎn)生的彈性振動(dòng)成為一個(gè)急需解決的問題。本文基于此背景研究柔性臂的動(dòng)力學(xué)及其軌跡控制問題。 首先，采用虛擬鋼性臂假定和模態(tài)截?cái)喾椒ǎ\(yùn)用Lagrange方程，建立了平面雙連桿柔性臂的動(dòng)力學(xué)模型和奇異攝動(dòng)模型并對(duì)模型進(jìn)行分析，找出引起振動(dòng)的主要因素。其次，針對(duì)動(dòng)力學(xué)模型的非線性特性，深入研究了柔性臂的非線性魯棒控制

2、方法，設(shè)計(jì)了模糊PD控制器，該控制器由PD控制和模糊控制構(gòu)成，避免了單純線性：PD控制魯棒性不強(qiáng)的問題，控制器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)，對(duì)不同期望軌跡的跟蹤上具有很好的魯棒性；針對(duì)奇異攝動(dòng)模型設(shè)計(jì)了自適應(yīng)滑模PD控制器，該方法的特點(diǎn)是對(duì)系統(tǒng)中各個(gè)等效的攝動(dòng)參數(shù)分別進(jìn)行自適應(yīng)估計(jì)和補(bǔ)償，因而控制算法簡(jiǎn)單，易于工程實(shí)現(xiàn)，解決了傳統(tǒng)PID控制初始力矩過大的問題，并對(duì)柔性臂結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化有一定的自適應(yīng)能力。最后在對(duì)算法進(jìn)行理論推導(dǎo)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用Mat